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2024-07-25
桥梁设计的注意事项
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【概要描述】在桥梁设计中桩基础是高速公路桥梁下部结构中最常用的基础形式之一。桩基础稳定性好、承载力高、节省材料、适用性强，被认为是桥梁设计的主要选择。其受力机理是通过作用在桩端的地层阻力和桩周土层的摩擦力来支撑轴向荷载，通过桩旁土层的侧向阻力来支撑水平荷载。在桥梁下部结构设计中，桩基的选择对桥梁结构的安全性、施工的安全性和方便性、节约投资和降低成本起着重要的作用。
桥梁设计的注意事项
【概要描述】在桥梁设计中桩基础是高速公路桥梁下部结构中最常用的基础形式之一。桩基础稳定性好、承载力高、节省材料、适用性强，被认为是桥梁设计的主要选择。其受力机理是通过作用在桩端的地层阻力和桩周土层的摩擦力来支撑轴向荷载，通过桩旁土层的侧向阻力来支撑水平荷载。在桥梁下部结构设计中，桩基的选择对桥梁结构的安全性、施工的安全性和方便性、节约投资和降低成本起着重要的作用。
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在桥梁设计中桩基础是高速公路桥梁下部结构中常用的基础形式之一。桩基础稳定性好、承载力高、节省材料、适用性强，被认为是桥梁设计的主要选择。其受力机理是通过作用在桩端的地层阻力和桩周土层的摩擦力来支撑轴向荷载，通过桩旁土层的侧向阻力来支撑水平荷载。在桥梁下部结构设计中，桩基的选择对桥梁结构的安全性、施工的安全性和方便性、节约投资和降低成本起着重要的作用。
那么在实际桥梁设计中如何因地制宜地选择合理的桩基类型呢？如何根据桥位地质情况使用端承桩、摩擦桩、端承摩擦桩？如何准确确定设计桩长、桩径、桩端持力层厚度？如何合理加固钢筋混凝土桩基？以上问题都是桩基设计过程中的核心问题。解决上述问题意味着桩基设计是成功的。
一般来说，桥梁设计要注意上覆土层的侧向阻力是可以施加的，随着L/d的增加，侧向阻力也相应增加。只有短而厚的人工挖孔嵌岩桩，端阻力先于土侧阻力施加，端阻力对桩的承载力起主要作用，属于端承桩。无论是嵌在风化岩石中还是完整基岩中，桩侧阻力都是在端阻力之前施加的，呈现明显的摩擦型。对于L/d40，且覆盖土层非软土的情况，嵌岩桩端承载作用较小，此时桩基受力状态为摩擦桩，桩端可嵌入强风化或中风化岩层。嵌岩段端阻力与总荷载之比小于5%。
究其原因，一方面是嵌岩桩身的弹性压缩导致桩顶沉降，而这种弹性压缩量引起桩周土体的剪应力，即土体对桩的摩擦力。另一方面，钻孔桩底部留下的沉积物形成了可压缩的垫层，这样桩底也会沉降。这种沉降和上述桩本身的压缩会引起桩身与土体之间、桩身与嵌岩段岩体之间的相对位移，产生侧向阻力。然而，桩底的弹性压缩和沉降随着L/d的增加而增加，从而导致摩擦力和侧向阻力的增加。同时，传递到桩尖的应力也随着深径比的增大而减小传递到桩端的应力接近于零；但当hr/d=5-7时，桩端阻力仍可占总荷载的5% ~ 16%。
可见，在桥梁设计中端承桩和摩擦桩的区别不能仅从是否嵌岩来区分，而应考虑上覆土层的性质和厚度、桩长径比、嵌岩基岩性质、嵌岩深径比、桩底沉渣厚度等因素。采用端承桩设计时，应采用大直径、少桩数的设计方法。采用摩擦桩时，采用小直径多桩的设计方法。
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